//给你一棵 完全二叉树 的根节点 root ，求出该树的节点个数。
//
// 完全二叉树 的定义如下：在完全二叉树中，除了最底层节点可能没填满外，其余每层节点数都达到最大值，并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层
//为第 h 层，则该层包含 1~ 2ʰ 个节点。
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// 示例 1：
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//输入：root = [1,2,3,4,5,6]
//输出：6
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// 示例 2：
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//输入：root = []
//输出：0
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// 示例 3：
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//输入：root = [1]
//输出：1
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//
// 提示：
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// 树中节点的数目范围是[0, 5 * 10⁴]
// 0 <= Node.val <= 5 * 10⁴
// 题目数据保证输入的树是 完全二叉树
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// 进阶：遍历树来统计节点是一种时间复杂度为 O(n) 的简单解决方案。你可以设计一个更快的算法吗？
// Related Topics 树 深度优先搜索 二分查找 二叉树 👍 653 👎 0

package leetcode.editor.cn;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

class CountCompleteTreeNodes {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new CountCompleteTreeNodes().new Solution();
    }
    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)

    public class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode() {
        }

        TreeNode(int val) {
            this.val = val;
        }

        TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
            this.val = val;
            this.left = left;
            this.right = right;
        }
    }

    class Solution {
        /**
         * 层序遍历
         * @param root
         * @return
         */
//        public int countNodes(TreeNode root) {
//            if (root == null) {
//                return 0;
//            }
//
//            Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
//            queue.offer(root);
//            int num = 0;
//
//            while (!queue.isEmpty()) {
//                int len = queue.size();
//                while (len > 0) {
//                    TreeNode node = queue.poll();
//                    if (node.left != null) queue.offer(node.left);
//                    if (node.right != null) queue.offer(node.right);
//
//                    num++;  // 节点个数加一     len--;
//                }
//            }
//            return num;
//        }

        /**
         * 递归法
         *
         * @param root
         * @return
         */
//        public int countNodes(TreeNode root) {
//            return reverse(root);
//        }
//
//        public int reverse(TreeNode root) {
//            if (root == null) { // 当为空时，表示没有节点，返回0
//                return 0;
//            }
//            int leftNum = reverse(root.left);   // 计算左孩子的节点数
//            int rightNum = reverse(root.right);  // 计算右孩子的节点数
//            return leftNum + rightNum + 1;      // 左节点数 + 右节点数 + 中间节点
//        }

        /**
         * 完全二叉树的性质
         *
         * @param root
         * @return
         */
        /*public int countNodes(TreeNode root) {
            if (root == null) {
                return 0;
            }

            TreeNode leftNode = root.left;
            TreeNode rightNode = root.right;
            int leftDepth = 0, rightDepth = 0; // 这里初始为0是有目的的，为了下面求指数方便

            // 求左孩子的深度
            while (leftNode != null) {
                leftNode = leftNode.left;
                leftDepth++;
            }

            // 求右孩子的深度
            while (rightNode != null) {
                rightNode = rightNode.right;
                rightDepth++;
            }

            if (leftDepth == rightDepth) {      // 此时为满二叉树
                return (2 << leftDepth) - 1;    // 注意(2<<1) 相当于2^2，所以leftHeight初始为0
            }

            // 不为满二叉树则继续递归，注意加上自身节点
            return countNodes(root.left) + countNodes(root.right) + 1;
        }*/

        // 后序遍历简洁版（类似求深度时的求高度遍历）
        /*public int countNodes(TreeNode root) {
            if (root == null) return 0;
            return 1 + countNodes(root.left) + countNodes(root.right);
        }*/

        // 完全二叉树的思想来做（使用公式）
        /*public int countNodes(TreeNode root) {
            if (root == null) return 0;
            int leftHeight = 0, rightHeight = 0;
            TreeNode left = root.left;
            TreeNode right = root.right;

            while (left != null) {
                left = left.left;
                leftHeight++;
            }

            while (right != null) {
                right = right.right;
                rightHeight++;
            }

            if (leftHeight == rightHeight) {
                return (2 << leftHeight) - 1;
            }

            // 此时不是满二叉树
            return 1 + countNodes(root.left) + countNodes(root.right);
        }*/
        /*public int countNodes(TreeNode root) {
            int leftCount = 0, rightCount = 0;
            TreeNode left = root, right = root;
            while (left != null) {
                leftCount++;
                left = left.left;
            }

            while (right != null) {
                rightCount++;
                right = right.right;
            }

            if (leftCount == rightCount) {
                return (int) (Math.pow(2, leftCount) - 1);
            }

            return 1 + countNodes(root.left) + countNodes(root.right);
        }*/
    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

}
